(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気導入口および排気口が設けられたシリンダならびに前記シリンダ内で往復運動するピストンにより形成された燃焼室を有する２ストロークガスエンジンと、
前記燃焼室内に、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部を、前記ピストンが下死点から上昇する際に低圧で噴射する第１燃料噴射機構と、
前記燃焼室内に、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの残りを、前記ピストンが上死点に位置する直前から直後までの遷移期間内に高圧で噴射する第２燃料噴射機構と、
天然ガスを液体状態で貯蔵するタンクと、
前記タンク内で気化した天然ガスを前記第１燃料噴射機構に導く第１供給路と、
前記タンクから抜き出した液体状態の天然ガスを気化する気化器と、
前記気化器から前記第２燃料噴射機構に気化した天然ガスを導く第２供給路と、
を備えた、ガスエンジン駆動システム。
【請求項２】
前記第１燃料噴射機構は、前記ピストンが上死点に位置したときに前記ピストンによって前記燃焼室と隔離される位置に配置されている、請求項１に記載のガスエンジン駆動システム。
【請求項３】
空気導入口および排気口が設けられたシリンダならびに前記シリンダ内で往復運動するピストンにより形成された燃焼室を有する２ストロークガスエンジンと、
一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部を、前記燃焼室に導入される前の掃気中に低圧で噴射する第１燃料噴射機構と、
前記燃焼室内に、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの残りを、前記ピストンが上死点に位置する直前から直後までの遷移期間内に高圧で噴射する第２燃料噴射機構と、
天然ガスを液体状態で貯蔵するタンクと、
前記タンク内で気化した天然ガスを前記第１燃料噴射機構に導く第１供給路と、
前記タンクから抜き出した液体状態の天然ガスを気化する気化器と、
前記気化器から前記第２燃料噴射機構に気化した天然ガスを導く第２供給路と、
を備えた、ガスエンジン駆動システム。
【請求項４】
前記タンクから前記気化器に液体状態の天然ガスを導く、昇圧ポンプが設けられた送液路をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスエンジン駆動システム。
【請求項５】
前記タンクから前記気化器に液体状態の天然ガスを導く送液路をさらに備え、
前記第２供給路には圧縮機が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスエンジン駆動システム。
【請求項６】
前記送液路と前記第１供給路とを接続する、気化器が設けられたバイパス路をさらに備える、請求項４または５に記載のガスエンジン駆動システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスエンジン駆動システムと、
一端にプロペラが取り付けられた、前記ガスエンジン駆動システムにより駆動される推進軸と、
を備えた、船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然ガスを燃料とするガスエンジンを備えたガスエンジン駆動システムおよびこのガスエンジン駆動システムを用いた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶においては、大気汚染防止の観点から、国際海事機関（ＩＭＯ）の３次規制による規制の他、ＳＯXや将来的にはＣＯ2の排出量が規制される。このような状況下、従来の重油を燃料とするディーゼルエンジンに代わる、天然ガスを燃料とするガスエンジンが開発されてきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、燃焼室で圧縮された空気中に天然ガスおよびパイロットオイルを噴射する２ストロークガスエンジンが開示されている。２ストロークガスエンジンでは、概略的に、ピストンが上死点から下死点の少し手前まで下降する間に膨張行程および排気行程が行われ、ピストンが下死点の少し手前から上死点まで下降および上昇する間に掃気行程および圧縮行程が行われる。特許文献１に開示されたガスエンジンでは、圧縮行程の終わりに天然ガスが燃焼室内に噴射される。しかしながら、このガスエンジンでは、天然ガスを圧縮空気よりも高い圧力（例えば、１５〜３０ＭＰａ程度）に加圧する必要がある。
【０００４】
その問題点を解決するために、特許文献２には、燃焼室への天然ガスの噴射を掃気行程の後半および／または圧縮行程の前半で行うようにした２ストロークガスエンジンが開示されている。なお、このガスエンジンに供給される天然ガスは、液体状態でタンクに貯蔵された天然ガスがポンプにより加圧された後に気化器により気化されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２５５０号公報
【特許文献２】特開２０１２−３６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示されたガスエンジンでは、燃焼室に噴射された天然ガスが空気と共に圧縮されるため、従来の４ストロークガスエンジンと同様の問題を生じることになる。４ストロークガスエンジンでは、燃焼室に導入される吸気中に、要求出力に必要な量の燃料ガスが予め混合される。この場合、空燃比（燃料量ＱＦに対する空気量ＱＡの比：ＱＡ／ＱＦ）と正味平均有効圧（ＢＭＥＰ）との関係で、ノッキングあるいは失火が生じることがある。
【０００７】
また、天然ガスを液体状態でタンクに貯蔵する場合、タンク内で天然ガスが気化してボイルオフガス（ＢＯＧ）が生じるため、このボイルオフガスをどう処理するかが問題となる。
【０００８】
そこで、本発明は、ノッキングおよび失火を防止でき、かつ、ボイルオフガスを有効に活用することができるガスエンジン駆動システム、およびこのガスエンジン駆動システムを用いた船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、一つの側面から、空気導入口および排気口が設けられたシリンダならびに前記シリンダ内で往復運動するピストンにより形成された燃焼室を有する２ストロークガスエンジンと、前記燃焼室内に、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部を、前記ピストンが下死点から上昇する際に低圧で噴射する第１燃料噴射機構と、前記燃焼室内に、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの残りを、前記ピストンが上死点に位置する直前から直後までの遷移期間内に高圧で噴射する第２燃料噴射機構と、天然ガスを液体状態で貯蔵するタンクと、前記タンク内で気化した天然ガスを前記第１燃料噴射機構に導く第１供給路と、前記タンクから抜き出した液体状態の天然ガスを気化する気化器と、前記気化器から前記第２燃料噴射機構に気化した天然ガスを導く第２供給路と、を備えた、ガスエンジン駆動システムを提供する。
【００１０】
また、本発明は、他の側面から、空気導入口および排気口が設けられたシリンダならびに前記シリンダ内で往復運動するピストンにより形成された燃焼室を有する２ストロークガスエンジンと、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部を、前記燃焼室に導入される前の掃気中に低圧で噴射する第１燃料噴射機構と、前記燃焼室内に、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの残りを、前記ピストンが上死点に位置する直前から直後までの遷移期間内に高圧で噴射する第２燃料噴射機構と、天然ガスを液体状態で貯蔵するタンクと、前記タンク内で気化した天然ガスを前記第１燃料噴射機構に導く第１供給路と、前記タンクから抜き出した液体状態の天然ガスを気化する気化器と、前記気化器から前記第２燃料噴射機構に気化した天然ガスを導く第２供給路と、を備えた、ガスエンジン駆動システムを提供する。
【００１１】
上記のいずれのガスエンジン駆動システムにおいても、天然ガスが二段階で噴射される。すなわち、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの全てが空気と共に圧縮されるわけではないので、ノッキングを防止することができる。また、第１燃料噴射機構からの天然ガスの噴射後に混合気が失火領域にあっても第２燃料噴射機構から拡散燃焼用の天然ガスが噴射されるため、失火の問題も生じない。このため、圧縮行程においてはノッキング領域から十分に余裕を持った制御が可能となる。また、天然ガスの全量を例えば圧縮行程の終わりに噴射する場合に比べて、高圧で噴射される天然ガスの量が減少するため、液体状態の天然ガスを昇圧するのに必要な設備や動力を低減することができる。さらに、タンク内で気化した天然ガスが第１燃料噴射機構から噴射されるため、ボイルオフガスを燃料として有効に活用することができる。
【００１２】
上記の第１燃料噴射機構が天然ガスを燃焼室内に噴射するガスエンジン駆動システムにおいて、前記低圧ガス噴射機構は、前記ピストンが上死点に位置したときに前記ピストンによって前記燃焼室と隔離される位置に配置されていてもよい。この構成によれば、第１燃料機構を燃焼時の衝撃から保護することができる。
【００１３】
上記のいずれのガスエンジン駆動システムも、前記タンクから前記気化器に液体状態の天然ガスを導く、昇圧ポンプが設けられた送液路をさらに備えてもよい。あるいは、上記のガスエンジン駆動システムは、前記タンクから前記気化器に液体状態の天然ガスを導く送液路をさらに備え、前記第２供給路には圧縮機が設けられていてもよい。
【００１４】
上記のガスエンジン駆動システムは、前記送液路と前記第１供給路とを接続する、気化器が設けられたバイパス路をさらに備えてもよい。この構成によれば、ボイルオフガス量が少ない場合であっても、第１燃料噴射機構から噴射される低圧の天然ガスと第２燃料噴射機構から噴射される高圧の天然ガスの比率を自由に制御することができる。
【００１５】
また、本発明は、上記のガスエンジン駆動システムと、一端にプロペラが取り付けられた、前記ガスエンジン駆動システムにより駆動される推進軸と、を備えた、船舶を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノッキングおよび失火を防止でき、かつ、ボイルオフガスを有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスエンジン駆動システムを用いた船舶の概略構成図である。
【図２】図１に示すガスエンジン駆動システムを構成する２ストロークガスエンジンの断面図であり、ピストンが下死点に位置する状態を示す。
【図３】図１に示すガスエンジン駆動システムを構成する２ストロークガスエンジンの断面図であり、ピストンが上死点に位置する状態を示す。
【図４】クランク軸の回転角度と燃焼室内の圧力の関係を示すグラフである。
【図５】第１燃料噴射機構から噴射される低圧の天然ガスと第２燃料噴射機構から噴射される高圧の天然ガスの比率を説明するための図である。
【図６】燃焼室内に導入される前の空気に燃料ガスの全量を混合したときのノッキング領域および失火領域を示す、横軸に空燃比、縦軸に正味平均有効圧をとったグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るガスエンジン駆動システムを構成する２ストロークガスエンジンの断面図であり、ピストンが下死点に位置する状態を示す。
【図８】本発明の第３実施形態に係るガスエンジン駆動システムを用いた船舶の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係るガスエンジン駆動システム１０Ａを用いた船舶１を示す。この船舶１は、ガスエンジン駆動システム１０Ａが装備された船体１１と、ガスエンジン駆動システム１０Ａにより駆動される推進軸１３とを備えている。推進軸１３の一端には、プロペラ１５が取り付けられている。
【００２０】
ガスエンジン駆動システム１０Ａは、２ストロークガスエンジン２Ｅと、このガスエンジン２Ｅの燃料である天然ガスを液体状態で貯蔵するタンク（いわゆるＬＮＧタンク）３とを備えている。ガスエンジン２Ｅは、推進軸１３と連結されたクランク軸１２と、クランク軸１２を覆うケーシング１４と、クランク軸１２の軸方向に並ぶ複数（図１では図面の簡略化のために２つのみ作図）のシリンダ２とを含む。
【００２１】
天然ガスは、通常はメタンを主成分として含む。タンク３は、−１６２℃程度まで冷却され液化した天然ガスを貯蔵できるようにタンク外からタンク内への熱の侵入を阻止する断熱構造を有している。なお、タンク３は、ＬＮＧ運搬船の１つまたは複数のタンクと兼用されていてもよいし、ガスエンジン２Ｅに専用のタンクであってもよい。
【００２２】
各シリンダ２は、図２に示すように、例えば鉛直方向に延びるシリンダライナ２１と、シリンダライナ２１の上端を塞ぐシリンダヘッド２２とを含む。本実施形態では、シリンダライナ２１に空気導入口２ａが設けられており、シリンダヘッド２２に排気口２ｂが設けられている。すなわち、シリンダ２はユニフロー式となっている。ただし、シリンダ２は、シリンダライナ２１に排気口２ｂが設けられたクロス式やループ式であってもよい。
【００２３】
シリンダ２内にはピストン２３が配設されており、シリンダ２およびピストン２３によって燃焼室２０が形成されている。ピストン２３は、シリンダ２内で往復運動するものであり、連結棒２４によりクランク軸１２と連結されている。なお、ピストン２３は、連結棒２４と直接ピン接合されていてもよいが、ピストン棒（図示せず）を介して連結棒２４とピン接合されていてもよい。
【００２４】
排気口２ｂは、図略のアクチュエータにより作動させられる排気弁２５により開閉される。排気弁２５は、ピストン２３が下降する際に、ピストン２３の受圧面（本実施形態では上面）が空気導入口２ａに到達する前、換言すれば空気導入口２ａが燃焼室２０と連通する前に開かれる。すなわち、ピストン２３の下降開始から排気弁２５が開かれるまでが膨張行程であり、排気弁２５が開かれてから空気導入口２ａが燃焼室２０と連通するまでが排気行程である。また、排気弁２５は、ピストン２３が上昇する際に、ピストン２３の受圧面が空気導入口２ａを通過した後、換言すれば空気導入口２ａの燃焼室２０との連通状態が解除された後に閉じられる。すなわち、空気導入口２ａが燃焼室２０と連通してから排気弁２５が閉じられるまでが掃気行程であり、排気弁２５が閉じられてからピストン２３の上昇終了までが圧縮行程である。なお、図３では、ピストン２３が上死点に位置した状態を示す。
【００２５】
各シリンダ２の空気導入口２ａは、掃気管１６を介して掃気マニホールド１５に接続されており、各シリンダ２の排気口２ｂは、排気管１７を介して排気マニホールド１８に接続されている。排気マニホールド１８に収集された排気は、過給機（ターボチャージャー）１９に送られて大気中の空気を圧縮する動力として使用された後に、系外に排出される。過給機１９で圧縮された空気は掃気マニホールド１５に送られ、ここで分配されて各シリンダ２に掃気として供給される。
【００２６】
また、各シリンダ２には、燃料である天然ガスを燃焼室２０内に噴射する第１燃料噴射機構４および第２燃料噴射機構５、ならびにパイロットオイルを燃焼室２０内に噴射する液噴射弁９が設けられている。本実施形態では、第１燃料噴射機構４および第２燃料噴射機構５としてガス噴射弁が用いられており、シリンダライナ２１に第１燃料噴射機構４が設けられ、シリンダヘッド２２に第２燃料噴射機構５およびパイロットオイル噴射弁９が設けられている。ただし、第１燃料噴射機構４および第２燃料噴射機構５の一方または双方は、シリンダライナ２１またはシリンダヘッド２２に設けられた貫通穴と、この貫通穴と連通する配管に設けられた電磁弁とで構成されていてもよい。
【００２７】
図４に示すように、第１燃料噴射機構４は、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部をピストン２３が下死点からシリンダヘッド２２に向かって上昇する際に低圧で噴射するものであり、第２燃料噴射機構５は、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの残りをピストン２３が上死点に位置する直前から直後までの遷移期間内に高圧で噴射するものである。第１燃料噴射機構４から噴射される天然ガス３５の圧力は、過給機１９で圧縮された空気の圧力よりも僅かに高い程度（例えば、０．５〜１．０ＭＰａ程度）である。第２燃料噴射機構５から噴射される天然ガス３２の圧力は、ピストン２３が上死点に位置するときの燃焼室２０内の圧力よりも僅かに高い程度（例えば、１５〜３０ＭＰａ程度）である。遷移期間とは、例えば、クランク軸１２の回転角度で、ピストン２３が上死点に位置するタイミングから±１０度である。
【００２８】
第１燃料噴射機構４から噴射される低圧の天然ガス３５（図２参照）と第２燃料噴射機構５から噴射される高圧の天然ガス３２（図３参照）の比率は、タンク３内で気化するボイルオフガス量や要求出力などに応じて制御される。第１燃料噴射機構４および第２燃料噴射機構５は、例えばクランク軸１２の回転角度を検出するセンサの検出値に基づいて制御される。
【００２９】
図３に示すように、第１燃料噴射機構４は、ピストン２３が上死点に位置したときに、ピストン２３によって燃焼室２０と隔離される位置に配置されることが望ましい。第１燃料噴射機構４を燃焼時の衝撃から保護できるからである。例えば、第１燃料噴射機構４は、空気導入口２ａとほぼ同じ高さ位置に配置されてもよい。ただし、第１燃料噴射機構４は、必ずしもそのような位置に配置されている必要はなく、例えばシリンダヘッド２２に設けられていてもよい。
【００３０】
液噴射弁９には、パイロットオイル供給路９２を通じてオイルポンプ９１から軽油や重油などのパイロットオイル９０が供給される。液噴射弁９は、第２燃料噴射機構５から高圧の天然ガス３２が噴射される直前にパイロットオイル９０を噴射する。圧縮空気中にパイロットオイル９０が噴射されるとパイロットオイル９０が発火し、これにより圧縮空気と天然ガスの混合気が燃焼する。
【００３１】
図１に示すように、各シリンダ２の第１燃料噴射機構４には、タンク３内で気化した天然ガス（ＢＯＧ）３５が第１供給路６により導かれる。一方、タンク３に貯蔵された液体状態の天然ガス３１は、送液路７１により気化器７３に導かれる。すなわち、タンク３から抜き出された液体状態の天然ガス３１は、気化器７３により気化される。気化した天然ガス３２は、第２供給路７４により気化器７３から各シリンダ２の第２燃料噴射機構５に導かれる。例えば、第１供給路６の上流端はタンク３の上部に接続され、送液路７１の上流側部分は、タンク３の上部を貫通してタンク３の底付近で開口している。
【００３２】
第１供給路６には、タンク３内で気化した天然ガス３５を上述した低圧、すなわち第１噴射機構４から噴射可能となる圧力まで昇圧する圧縮機６１が設けられている。一方、送液路７１には、昇圧ポンプ７２が設けられている。この昇圧ポンプ７２は、気化器７３により気化された天然ガス３２が第２燃料噴射機構５から噴射可能な上述した高圧となるように、液体状態の天然ガス３１を昇圧する。
【００３３】
各シリンダ２ごとの１サイクルにおける第１燃料噴射機構４から噴射される低圧の天然ガス３５と第２燃料噴射機構５から噴射される高圧の天然ガス３２の比率は、例えば次のようにして決定される。燃焼室２０内に導入される前の空気に燃料ガスの全量（一度の燃焼に必要な量の天然ガス）を混合した場合には、図５に示すようなノッキング領域と失火領域が存在する。一度の燃焼に必要な天然ガスの量ＧＴは、ガスエンジン２Ｅへの要求出力から求まる。そのときのエンジン回転数における正味平均有効圧ＰＭでのノッキング限界（ガス量の上限値）をＧＮ、失火限界（ガス量の下限値）をＧＳとする。また、タンク３内でのＢＯＧの１分あたりの発生量をエンジン回転数（ｒｐｍ）およびシリンダ２の数で割った値をＧＢとする。低圧の天然ガス３５の量ＧＬはＧＮ以下であればよく、高圧の天然ガス３２の量ＧＨはＧＳ以上であればよい。例えば、低圧の天然ガス３５の量ＧＬは、ＧＢとＧＮの小さい方とし、高圧の天然ガス３２の量ＧＨは、ＧＴからＧＬを引いて算出する。
【００３４】
さらに、本実施形態では、送液路７１における昇圧ポンプ７２よりも上流側部分と第１供給路６における圧縮機６１よりも下流側部分とがバイパス路８により接続されている。バイパス路８には、圧縮機６１と同程度の昇圧能力を有するポンプ８１と、ポンプ８１から圧送される液体状態の天然ガス３１を気化させる気化器８２が設けられている。なお、ポンプ８１の代わりに減圧弁を設け、バイパス路８の上流端を送液路７１における昇圧ポンプ７２よりも下流側部分につなげてもよい。あるいは、ポンプ８１の代わりに絞りを設け、バイパス路８の下流端を第１供給路６における圧縮機６１よりも上流側部分につなげてもよい。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ａでは、天然ガスが二段階で噴射される。すなわち、一度の燃焼に必要な量の天然ガスの全てが空気と共に圧縮されるわけではないので、ノッキングを防止することができる。また、第１燃料噴射機構４からの天然ガスの噴射後に混合気が失火領域にあっても第２燃料噴射機構５から拡散燃焼用の天然ガスが噴射され、一度の燃焼に用いられるガスの量ＧＴはＧＳ以上となるように制御されるため、失火の問題も生じない。このため、圧縮行程においてはノッキング領域から十分に余裕を持った制御が可能となる。また、天然ガスの全量を例えば圧縮行程の終わりに噴射する場合に比べて、高圧で噴射される天然ガスの量が減少するため、液体状態の天然ガス３１を昇圧するのに必要な設備や動力を低減することができる。さらに、タンク３内で気化した天然ガス３５が第１燃料噴射機構４から噴射されるため、ボイルオフガスを燃料として有効に活用することができる。
【００３６】
ところで、タンク３内で発生するボイルオフガス量は気温などに応じて変化する。これに対し、本実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ａでは、ボイルオフガス量に応じて第２燃料噴射機構５から噴射する天然ガス３２の量を調整することができ、これによりボイルオフガスを最大限利用した運転を行うことができる。
【００３７】
しかも、本実施形態では、気化器８２が設けられたバイパス路８により送液路７１と第１供給路６とが接続されているので、ボイルオフガス量が少ない場合であっても、第１燃料噴射機構４から噴射される低圧の天然ガス３５と第２燃料噴射機構５から噴射される高圧の天然ガス３２の比率を自由に制御することができる。
【００３８】
ここで、図６を参照して、本実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ａではノッキングを防止できることをより詳しく説明する。図６は、燃焼室２０内に導入される前の空気に燃料ガスの全量を混合したときのノッキング領域および失火領域を示す。
【００３９】
一般に、燃焼室に導入される吸気中に燃料ガスが予め混合される４ストロークガスエンジンでは、図５に示すノッキング領域および失火領域を避けるために、それらで挟まれる比較的に狭い範囲Ｒ内に空燃比が収まるように制御される。
【００４０】
本実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ａでは、図６中にＡ点およびＢ点で示すように例えば圧縮行程の始めと終わりとで空燃比が変化する。すなわち、第１燃料噴射機構４からは一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部のみが噴射され、圧縮行程の始めの空燃比が高い（混合気がリーンな）ために、そのリーンな混合気がその後に圧縮されてもノッキングが生じるおそれがない。また、第２燃料噴射機構５から一度の燃焼に必要な量の天然ガスの残りが噴射されると、空燃比が低い方（混合気がリーンでない方向）に移り、失火のおそれがない混合気となるようにエンジン出力が制御される。さらには、第２燃料噴射機構５から天然ガスが噴射された後は直ちに混合気が燃焼するので、ノッキングが生じることもない。しかも、最終的には燃焼時の空燃比を適切に調整できるため、必要な出力が得られるとともに、負荷変動に対する耐性を向上させることができる。
【００４１】
なお、エンジン回転数を一定に保つガバーニングを行う際は、低圧の天然ガス３５と高圧の天然ガス３２のどちらかの量を調整してもよいし、双方の量を調整してもよい。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るガスエンジン駆動システムを説明する。ただし、本実施形態のガスエンジン駆動システムは、図１に示すガスエンジン駆動システム１０Ａに対して、第１燃料噴射機構４が配置される位置が異なるだけであるので、ガスエンジン２Ｅの断面図のみを用いて説明する。また、本実施形態および後述する第３実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４３】
本実施形態では、第１燃料噴射機構４が掃気マニホールド１５に設けられている。このため、タンク３内で気化した天然ガス３５は、第１燃料噴射機構４から燃焼室２０に導入される前の掃気中に低圧で噴射される。換言すれば、低圧の天然ガス３５は、掃気マニホールド１５内で燃焼室２０に導入される前の掃気と予め混合される。第１燃料噴射機構４は、空気導入口２ａ近傍に設けられる。第１燃料噴射機構４は、低圧の天然ガス３５を、ピストン２３が下降して空気導入口２ａが開き、掃気マニホールド１５内の空気がシリンダ２内に流入するタイミングに合わせて噴射する。
【００４４】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態に係るガスエンジン駆動システム１０Ｂを説明する。本実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ｂが図１に示す第１実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ａと異なる点は、バイパス路８が設けられていない点と、送液路７１に昇圧ポンプ７２が設けられていない代わりに第２供給路７４に圧縮機７５が設けられている点である。
【００４６】
圧縮機７５は、気化器７３により気化された天然ガス３２を第１実施形態で説明した高圧、すなわち第２噴射機構５から噴射可能となる圧力まで昇圧する。なお、この場合は図示は省略するが、送液路７１には気化器７３に液体状態の天然ガスを供給する低圧（天然ガスの圧力をあまり上昇させない）のポンプが設けられる。
【００４７】
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、図８では、第１噴射機構４がシリンダ２に設けられているが、図７に示すように第１噴射機構４が掃気マニホールド１５に設けられていてもよい。また、本実施形態のガスエンジン駆動システム１０Ｂでも図１に示すバイパス路８が設けられていてもよい。
【００４８】
（その他の実施形態）
前記各実施形態では、燃焼室２０が単室になっていたが、燃焼室２０は天然ガスの燃焼用の主室と着火用の副室に分かれていてもよい。また、着火の方法は、必ずしもパイロットオイルを用いる方法に限らず、スパークプラグを用いる方法であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のガスエンジン駆動システムは、必ずしも船舶に用いられる必要はなく、例えば、発電機の回転軸を駆動させる発電用として使用されてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    船舶
１０Ａ，１０Ｂ  ガスエンジン駆動システム
１２  クランク軸
２Ｅ  ２ストロークガスエンジン
２ａ  空気導入口
２ｂ  排気口
２    シリンダ
２０  燃焼室
２３  ピストン
３    タンク
３１  液化天然ガス
３２，３５  天然ガス
４    第１燃料噴射機構
５    第２燃料噴射機構
６    第１供給路
６１  圧縮機
７１  送液路
７２  昇圧ポンプ
７３  気化器
７４  第２供給路
７５  圧縮機
８    バイパス路
８１  ポンプ
８２  気化器
【要約】
【課題】ノッキングおよび失火を防止でき、かつ、ボイルオフガスを有効に活用することができるガスエンジン駆動システムを提供する。
【解決手段】ガスエンジン駆動システム１０Ａは、燃焼室２０を有する２ストロークガスエンジン２Ｅと、天然ガスを液体状態で貯蔵するタンク３と、タンク３から抜き出した液体状態の天然ガスを気化する気化器７３を備えている。燃焼室２０内には、第１燃料噴射機構４から一度の燃焼に必要な量の天然ガスの一部が低圧で噴射され、残りが第２燃料噴射機構５から高圧で噴射される。第１燃料噴射機構４には、タンク３内で気化した天然ガスが第１供給路６により導かれ、第２燃料噴射機構５には、気化器７３から気化した天然ガスが第２供給路７４により導かれる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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